VONTADE DE SABER CIÊNCIAS
8.2 O Ensino de Modelos Atômicos por Meio do Módulo Didático
8.2.3 Terceiro Momento
Aula ministrada no dia 15 de agosto de 2014 das 8h35min às 10h05min. Estiveram presentes nessa aula 26 alunos de um total de 36.
Essa aula estava com o tempo contado, pois devido aos imprevistos da aula anterior precisávamos concluir as atividades previstas para o segundo momento (modelo de Dalton modificado e a Avaliação da Aprendizagem 2) e todo o terceiro momento.
Introduzimos a aula retomando alguns conceitos já abordados, relembramos os principais aspectos do modelo atômico de Dalton e as definições de substâncias simples e compostas de acordo com esse modelo. Aproveitamos também para fazer uma comparação entre o modelo atômico de Dalton e o modelo do átomo de Dalton construído pelos alunos no intuito de que eles pudessem perceber que os modelos possuem aspectos similares relevantes, mas que também possuem limitações bastante consideráveis. Pedimos a eles que citassem algumas das limitações dos modelos que haviam construído e rapidamente eles começaram a citar algumas diferenças como, por exemplo, que o átomo segundo Dalton é indestrutível e o modelo deles é destrutível, que o átomo segundo Dalton é indivisível e o modelo deles é divisível e que segundo Dalton o átomo não pode ser visto e o deles podem.
Após revisarmos o modelo atômico de Dalton introduzimos o modelo atômico de Dalton modificado. Foram reproduzidos previamente em grande escala dois sistemas conceituais, um que trata da forma de apresentação da matéria segundo o modelo de Dalton e o outro que trata da forma de apresentação da matéria segundo o modelo de Dalton modificado (apêndices G e H). Esses sistemas conceituais e um kit molecular composto por hastes e bolinhas que permitem a representação de substâncias em nível atômico foram recursos auxiliadores na explicação desses conteúdos. Com o kit ilustramos substâncias simples e compostas de acordo com o modelo de Dalton e de acordo com o modelo de Dalton modificado.
Os alunos apresentaram um pouco mais de dificuldade para entender o modelo de Dalton modificado. Ficaram mais inibidos e tinham dificuldade para responder as perguntas que fazíamos para verificar se estavam compreendendo o conteúdo. Explicamos de diferentes maneiras a fim de sanar as dúvidas e percebemos que dentre todo o conteúdo a maior dificuldade foi entender o que seria o constituinte. Aqui o termo constituinte foi utilizado em referência ao trabalho de Tunes e colaboradores (1989) e nesse contexto representa um sinônimo de molécula. Em certo momento, enquanto explicávamos e utilizávamos os exemplos do H2 e do O2, uma aluna perguntou: “Dois (átomos) juntos formam um constituinte?”. Quando respondemos que sim, que dois átomos de hidrogênio formavam o
constituinte (molécula) H2, os alunos responderam quase que em um coral: “Ah, agora eu entendi, agora sim.”. Devido às dificuldades encontradas nesse momento do processo de
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ensino-aprendizagem, propusemos uma adaptação no sistema conceitual que faz referência ao modelo de Dalton modificado e a inserimos no módulo didático. Percebemos que por mais simples que pareça ser para quem já domina o conteúdo, a maior dificuldade estava em compreender a estrutura do constituinte (molécula), algo relativamente simples comparado a tudo o que estávamos explicando para tentar sanar as dúvidas. A partir desse momento a explicação seguiu de forma mais suave e a participação dos alunos aumentou consideravelmente.
Nesse dia, o barulho externo a sala estava altíssimo. Os alunos de outras turmas passavam próximo as janelas e a porta falando muito alto. Foi um barulho prolongado e às vezes era difícil ouvir a turma. Foi necessário manter um tom de voz mais alto que o normal durante a explicação.
Depois de concluída a explicação, pedimos aos alunos que construíssem modelos para substâncias simples e substâncias compostas de acordo com o modelo de Dalton modificado. Sugerimos que fossem representadas as substâncias hidrogênio, oxigênio e água. Aproveitamos esse momento para ressaltar que cada bolinha representa um átomo e que a representação deveria seguir uma proporção em relação ao número de átomos, já que na atividade anterior o número de átomos nas substâncias representadas foi aleatório.
O tempo, conforme já citamos, estava contado. Então, fizemos diferente do que havíamos feito na aula anterior, os alunos permaneceram sentados em fileiras e resolvemos não disponibilizar a massinha, que gerou tanta distração no encontro anterior. Alguns dos modelos construídos pelos alunos podem ser observados nas figuras 15 e 16.
Figuras 15 e 16: Representação de substâncias simples e compostas segundo o modelo de Dalton modificado construída por um aluno.
A grande maioria dos modelos segue o padrão das figuras acima. Percebe-se que o número de átomos foi observado pelos alunos, porém a forma como eles se ligam não, o que já era esperado devido ao fato dessa parte do conteúdo não ter sido abordada. Conforme
podemos observar em cada uma das imagens, as diferentes bolinhas (maiores e menores) representam as diferentes substâncias simples e o modelo com os dois tipos de bolinhas juntas representa a substância composta.
Em seguida, fizemos a leitura coletiva do texto 3 (apêndice I) intitulado “Modelo atômico de Dalton modificado” , por nós elaborado, para reforçar o que havia sido explicado. Concluímos assim o conteúdo previsto para o segundo momento, que estava em atraso, e iniciamos as atividades previstas para o terceiro momento.
Iniciamos o terceiro momento fazendo um experimento para ilustrar a atração e repulsão entre corpos, chamado de “Atritando corpos”. Utilizamos para a realização do experimento um balão e um canudo amarrado a uma linha. Pedimos a uma aluna voluntária que segurasse a linha com a qual o canudo estava amarrado enquanto a professora atritava o balão cheio de ar com os cabelos e logo em seguida o aproximava do canudo que se repelia do balão, conforme ilustrado na figura 17. Então perguntamos aos alunos porque o balão e o canudo estavam se repelindo. Os alunos se mostraram empolgados, as respostas foram várias, tais como: “É porque os dois têm a mesma matéria.”, “As massas não são opostas.” e “Os
dois são positivos.”. Pelas respostas acima descritas percebe-se que para eles a repulsão era
causada por alguma propriedade que os dois objetos tinham em comum. Foi possível identificar que os alunos possuíam uma noção superficial sobre atração e repulsão de corpos, noção ainda insuficiente para dar prosseguimento a qualquer conteúdo que tivesse esse pré- requisito. Analisando os dados, notamos que seria relevante a execução de um experimento que demonstrasse a atração entre os corpos, já que a atividade realizada demonstra apenas a repulsão entre esses. Portanto, inserimos ao módulo didático uma segunda atividade experimental referente à eletrização de corpos.
Em seguida, fizemos a leitura coletiva do texto 4 (apêndice J) intitulado “Descoberta dos elétrons”, por nós elaborado, para auxiliar na apresentação e discussão do conteúdo que tratava das cargas elétricas com ênfase nos elétrons. Após essa abordagem perguntamos novamente aos alunos o porquê da repulsão entre o balão e o canudo e eles responderam quase que coletivamente: “Porque eles têm cargas iguais.”, resposta satisfatória dentro desse contexto.
Finalizando o conteúdo, ligamos a esfera de raios conforme ilustrado na figura 18. Os alunos ficaram muito curiosos em relação aos efeitos da esfera e fizeram inúmeras perguntas relacionadas a isso. Quanto ao funcionamento da esfera, a mesma emite raios de luz de uma pequena esfera, localizada no centro, para as bordas da esfera maior. Quando tocamos a esfera
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externa os raios são direcionados ao ponto tocado gerando um efeito visual diferenciado. Os efeitos foram justificados devido à existência das cargas elétricas. Durante toda a explicação os alunos se mantiveram atentos.
Figura 17: Momento da realização do experimento “Atritando corpos”. Figura 18: Momento da exposição da esfera de raios.
Os alunos queriam tocar na esfera, como já era esperado, e como as avaliações ainda precisavam ser preenchidas fizemos um combinado. O intervalo era no próximo tempo, então entregamos o questionário para que os alunos pudessem responder durante o tempo que ainda tínhamos de aula e ficamos a disposição durante todo o intervalo para que aqueles que tivessem interesse ficassem e manuseassem a esfera.
As duas avaliações, Avaliação da Aprendizagem 2 – AA2 (apêndice K), que não havia sido respondida durante o segundo momento porque não houve tempo suficiente para concluir o conteúdo, e Avaliação da Aprendizagem 3 – AA3 (apêndice L), foram entregues juntas para serem respondidas individualmente e devolvidas à pesquisadora ao final da aula.
Dos vinte e seis alunos presentes, vinte e um participaram do encontro anterior em que parte do conteúdo correspondente a AA2 havia sido abordado e cinco haviam faltado. Dos cinco que faltaram, um se recusou a responder a essa avaliação o que gerou um total de vinte e cinco atividades respondidas e analisadas. Quanto aos resultados da AA2, temos:
A questão 1 perguntava “Como Dalton descreve e representa o átomo? Descreva e ilustre.”. As descrições foram classificadas em oito categorias, conforme mostra a tabela 5 e as ilustrações foram classificadas em três categorias, conforme mostra a tabela 6:
Figura 18 Figura 17
Tabela 5: Respostas da questão 1 (parte a) da Avaliação da Aprendizagem 2.
Como Dalton descreve e representa o átomo? Descreva e ilustre.
A Esférico 16
B Maciço 16
C Indivisível 17
D Indestrutível 09
E Pequeno 03
F Não é possível visualizá-lo 02
G Outras 06
H Não respondeu 01
Tabela 6: Respostas da questão 1 (parte b) da Avaliação da Aprendizagem 2.
Como Dalton descreve e representa o átomo? Descreva e ilustre.
I Desenho de uma esfera 13
J Outras 04
K Não respondeu 08
Como podemos ver na tabela 5, 16 alunos descrevem o átomo segundo Dalton como sendo esférico, 16 indicam que ele é maciço, para 17 alunos o átomo é indivisível, 09 o descrevem indestrutível, para 03 alunos o átomo é pequeno, 02 indicam que não é possível visualizá-lo, 06 respostas não correspondem a nenhuma das categorias acima e 01 aluno deixou a questão em branco. O número de respostas é superior ao número de questionários porque uma mesma resposta pode atender a mais de uma categoria dentre as listadas na tabela.
Com exceção das letras G (Outras) e H (Não respondeu) todas as demais categorias representam características do átomo de Dalton. O que significa que a grande maioria dos alunos consegue descrever de forma satisfatória o átomo segundo Dalton.
Já na tabela 6 vemos que, dentre os alunos que fizeram a ilustração, a maioria representou o átomo com o desenho de uma esfera, resposta aceita dentro desse contexto. Todas as quatro respostas que se encaixaram na categoria J (Outras) representaram as substâncias hidrogênio, oxigênio e água. As demais respostas, enquadradas na categoria K (Não respondeu), somam quase um terço do total de questionários, um número considerável. Na tabela 6 foi atribuída apenas uma categoria para cada ilustração.
A questão 2 perguntava “No que se refere à composição, o que diferencia as substâncias simples das substâncias compostas de acordo com o modelo de Dalton?”. As respostas dissertativas foram classificadas em quatro categorias, conforme mostra a tabela 7:
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Tabela 7: Respostas da questão 2 da Avaliação da Aprendizagem 2.
No que se refere à composição, o que diferencia as substâncias simples das substâncias compostas de acordo com o modelo de Dalton?
A As substâncias simples possuem um tipo de átomo e as compostas possuem dois
tipos de átomos ou mais 10
B As substâncias simples possuem um átomo e as compostas possuem dois átomos ou
mais 06
C A variedade dos átomos contidos nas substâncias 01
D Outras 08
Como podemos ver, 10 alunos diferenciam as substâncias simples das compostas de acordo com o modelo de Dalton dizendo que as substâncias simples possuem um tipo de átomo e as compostas possuem dois tipos de átomos ou mais, 06 diferenciam dizendo que as substâncias simples possuem um átomo e as compostas possuem dois átomos ou mais, 01 apenas indica que a diferença se dá pela variedade dos átomos contidos nas substâncias e 08 respostas não classificam em nenhuma das categorias acima. Para essa questão foi atribuída apenas uma categoria por resposta.
As letras A e C expressam respostas cientificamente aceitas, sendo que a letra A, além de representar as respostas mais completas, superou em números as demais categorias. Na letra C, apesar da resposta não especificar a característica de cada substância, simples e composta, indica no que ambas se diferenciam, na variedade de átomos. Já as letras B e D representam respostas não aceitas cientificamente. Percebe-se que as respostas classificadas na categoria A se diferenciam daquelas classificadas na categoria B apenas por uma palavra. Enquanto as da categoria A ressaltam que a diferença entre as substâncias está na variedade dos átomos, as da categoria B indicam que a diferença está no número de átomos. Diferença essa aparentemente sutil, porém determinante para o conceito.
A questão 3 perguntava “Em relação à constituição da matéria, no que o modelo de Dalton se difere do modelo de Dalton modificado por Avogadro?”. As respostas dissertativas foram classificadas em sete categorias, conforme mostra a tabela 8:
Tabela 8: Respostas da questão 3 da Avaliação da Aprendizagem 2.
Em relação à constituição da matéria, no que o modelo de Dalton se difere do modelo de Dalton modificado por Avogadro?
A No modelo de Avogadro as substâncias são formadas por constituintes e estes são
formados por átomos 02
B Nos constituintes 05
C As substâncias são formadas por constituintes e estes são formados por átomos 03
D As substâncias são formadas diretamente por átomos 02
E Para Dalton o hidrogênio e oxigênio eram substâncias monoatômicas 01
F Outras 10
G Não respondeu 02
Conforme nos mostra a tabela acima, 02 alunos indicam a diferença entre o modelo de Dalton e o modelo de Dalton modificado dizendo que no modelo de Avogadro as substâncias são formadas por constituintes e estes são formados por átomos, 05 respostas apontam que a diferença está nos constituintes, 03 alunos responderam dizendo que as substâncias são formadas por constituintes e estes são formados por átomos, 02 disseram que as substâncias são formadas diretamente por átomos, 01 ressaltou que para Dalton o hidrogênio e oxigênio eram substâncias monoatômicas, 10 respostas não se encaixaram em nenhuma das categorias acima e 02 alunos não responderam a essa questão. Para essa questão foi atribuída apenas uma categoria por resposta.
Conforme já citamos, aqui o termo constituinte foi utilizado em referência ao trabalho de Tunes e colaboradores (1989), podendo ser entendido como molécula. Na letra A, as respostas descrevem parte da forma de apresentação da matéria segundo o modelo de Avogadro, que o diferencia do modelo de Dalton. É a categoria mais completa dentre as classificadas na tabela 8. Na letra B, foram classificadas respostas sucintas, essas indicam apenas que a diferença entre os modelos está nos constituintes (moléculas), mas são respostas aceitáveis dentro desse contexto. A letra C e a letra D representam respectivamente a descrição da forma de apresentação da matéria segundo o modelo de Avogadro e o modelo de Dalton, porém em nenhuma das respostas classificadas nessas duas categorias os alunos indicaram a qual modelo estavam se referindo, o que implica na classificação da resposta como aceitável ou não aceitável. E na letra E a resposta indica que para Dalton o hidrogênio e oxigênio eram substâncias monoatômicas, sem fazer referência à forma de apresentação da matéria.
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A questão 4 perguntava “O que seriam as partículas de acordo com essa modificação?”. As respostas dissertativas foram classificadas em seis categorias, conforme mostra a tabela a seguir:
Tabela 9: Respostas da questão 4 da Avaliação da Aprendizagem 2.
O que seriam as partículas de acordo com essa modificação?
A A junção de dois átomos 07
B A junção de dois átomos ou mais 01
C É um conjunto de átomos que formam as substâncias 01
D H2 e O2 04
E Outras 11
F Não respondeu 01
A tabela nos mostra que 07 respostas indicam que as partículas são a junção de dois átomos, 01 resposta se diferencia dessa por dizer que são a junção de dois átomos ou mais, 01 descreve as partículas como um conjunto de átomos que formam as substâncias, 04 dão como resposta H2 e O2, 11 respostas não classificam em nenhuma das categorias mencionados na tabela e 01 aluno não respondeu a essa questão. Para essa questão foi atribuída apenas uma categoria por resposta.
Percebe-se que a categoria A, apesar de não representar adequadamente o conceito de partícula, representa os exemplos de partículas que foram citados em aula (H2 e O2). Dentro desse contexto as letras B e C respondem mais adequadamente a questão. Na letra D nota-se que os alunos, ao invés de conceituarem, citaram exemplos do que seriam as partículas de acordo com a modificação de Avogadro.
A questão 5 pedia “Reescreva o que você entende por modelo científico.”. As respostas dissertativas foram classificadas em seis categorias, conforma mostra a tabela 10:
Tabela 10: Respostas da questão 5 da Avaliação da Aprendizagem 2.
Reescreva o que você entende por modelo científico.
A É uma representação parcial 09
B É uma representação parcial do que não se vê 02
C É semelhante ao modelado 02
D Pode ser modificado 03
E Outras 09
Como podemos ver, 09 respostas indicam que modelo científico é uma representação parcial, 02 indicam que é uma representação parcial do que não se vê, 02 fazem referência ao fato de ser semelhante ao modelado, 03 dizem que pode ser modificado, 09 respostas não classificam em nenhuma das categorias descritas na tabela acima e 02 alunos não responderam a essa questão. Para essa questão foi atribuída apenas uma categoria por resposta.
Fazendo-se uma comparação das respostas dadas a essa questão com as respostas dadas a questão 01 da AA1 que perguntava “O que são modelos científicos?” podemos perceber que o número de respostas que indicavam os modelos científicos como uma representação parcial do que não se vê caiu de dezesseis para duas respostas. Atribuímos esse resultado ao reforço dado a esse conceito no segundo momento, visando à correção de tal distorção conceitual. Com exceção dessa resposta e das letras E (Outras) e F (Não respondeu) as demais representam adequadamente o conceito de modelo científico discutido em sala.
Tendo concluído as analises da AA2, damos prosseguimento aos resultados e análises da AA3. Nessa aula estiveram presentes 26 alunos e todos responderam a essa atividade gerando um total de 26 avaliações analisadas. Quanto aos resultados da terceira avaliação, temos:
A questão 1 perguntava “Desde a antiguidade evidências da existência da eletricidade já eram observadas. Que evidências eram essas? Cite três exemplos.”. As respostas foram classificadas em cinco categorias, conforme mostra a tabela a seguir:
Tabela 11: Respostas da questão 1 da Avaliação da Aprendizagem 3.
Desde a antiguidade evidências da existência da eletricidade já eram observadas. Que evidências eram essas? Cite três exemplos.
A O âmbar quando atritado com a lã ficava carregado eletricamente 11
B Atração e repulsão entre corpos 04
C Repulsão entre o canudo e o balão 02
D Outras 11
E Não respondeu 02
Conforme nos mostra a tabela acima, 11 respostas citam como evidência da existência da eletricidade que o âmbar quando atritado com a lã ficava carregado eletricamente, 04 respostas citam a atração e repulsão entre corpos, 02 citam a repulsão entre o canudo e o balão, 11 respostas não classificam em nenhuma das categorias acima e 02 respostas ficaram
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em branco. O número de respostas é superior ao número de questionários porque uma mesma resposta pode atender a mais de uma categoria dentre as listadas na tabela.
As categorias representadas pelas letras A e B expressam respostas cientificamente aceitas. A letra A é mais específica quanto ao que se pede e a letra B é mais abrangente, mas ambas estão adequadas ao contexto do que foi pedido. A categoria C não representa evidências observadas na antiguidade, mas se trata do mesmo fenômeno, atração e repulsão de corpos, observado na experiência que foi realizada em sala. Nota-se também que nenhum aluno citou os três exemplos pedidos no final questão. Concordamos que esse comando tenha ficado um pouco vago, o que justificaria o fato dos alunos o terem ignorado. Decidimos então reestruturar a questão na proposição.
A questão 2 perguntava “O que são elétrons?”. As respostas dissertativas foram divididas em seis categorias, conforme mostra a tabela 12:
Tabela 12: Respostas da questão 2 da Avaliação da Aprendizagem 3.
O que são elétrons?
A São cargas elétricas negativas 14 B São partículas menores que os átomos 10 C São partículas presentes nos átomos 09
D Contém carga elétrica 01
E Possuem carga positiva ou negativa 02
F Outras 09
Como podemos ver na tabela acima, 14 respostas conceituam os elétrons como cargas elétricas negativas, 10 dizem que são partículas menores que os átomos, 09 que os elétrons estão presentes nos átomos, 01 que eles possuem carga elétrica, 02 que possuem carga positiva ou negativa e 09 respostas não classificam em nenhuma das categorias anteriores. O número de respostas é superior ao número de questionários porque uma mesma resposta pode atender a mais de uma categoria dentre as listadas na tabela.
Com exceção das letras E (Possuem carga positiva ou negativa) e F (Outras), que são minoria, todas as demais respostas representam características dos elétrons que foram discutidas durante as aulas, o que significa que a maior parte dos alunos respondeu a questão de forma satisfatória. Concluídas as análises da AA3, damos prosseguimento com os relatos do quarto momento.